Fotomicrografia realizata con una camera digitale (5 mpixel) montata su un microscopio ottico a luce polarizzata.

Il microscopio a luce polarizzata è utilizzato in mineralogia per la determinazione della struttura dei cristalli presenti nelle rocce. è In questo microscopio la luce viene trasmessa attraverso una sezione sottile di roccia dello spessore di 0,03 mm. La sottigliezza della sezione permette di osservare il campione in trasparenza. Il microscopio è dotato di un dispositivo che filtra la luce bianca attraverso due filtri polarizzatori. Quando si fa passare la luce naturale attraverso un filtro polarizzatore, questo seleziona le onde in base al piano della loro vibrazione. La luce che ne risulta, pur rimanendo composta di onde che vibrano su varie frequenze, vibra solo su uno degli infiniti piani piani su cui la luce vibra naturalmente (ricordiamo che la luce naturale, infatti, non solo oscilla sulle diverse frequenze che corrispondono ai colori dello spettro della luce dall'ultravioletto all'infrarosso, ma queste oscillazioni avvengono su tutti i piani perpendicolari alla direzione della propagazione della luce). Il primo dei due filtri polarizzatori è sistemato tra la sorgente di luce e il campione contenente i cristalli. Il secondo, detto analizzatore, sta invece tra il campione e l'osservatore. I due polarizzatori sono orientati l'uno rispetto all'altro, in modo che, se il primo lascia passare solo le oscillazioni verticali, il secondo, ruotato di 90° rispetto al primo, lascia passare solo le oscillazioni orizzontali. La luce verrebbe di conseguenza interamente oscurata, se i reticoli cristallini, che costituiscono il tipico oggetto di osservazione con questo microscopio, non fossero otticamente attivi e non ruotassero di un certo angolo il piano di polarizzazione della luce. In questo modo, la luce non viene interamente bloccata dal secondo filtro, il quale permette piuttosto di analizzare la particolare modificazione a cui la luce è stata sottoposta dal cristallo. La maggior parte dei cristalli presentano infatti il fenomeno della birifrangenza, sono cioè in grado di scindere la luce polarizzata in due radiazioni che oscillano, a diversa frequenza, l'una su di un piano ortogonale rispetto al piano su cui oscilla l'altra. Il filtro analizzatore viene così raggiunto dalla luce che ha attraversato il cristallo e che non è completamente sprovvista dalla componente orizzontale, perché ha subito una ulteriore polarizzazione. Questa luce risulta anche colorata, perché un raggio ha una frequenza diversa dall'altro e le frequenze dell'uno interferiscono con quelle dell'altro. L'osservazione al microscopio a luce polarizzata prevede la rotazione del supporto su cui giace il cristallo, che quindi appare accendersi e spegnersi nei suoi diversi colori di interferenza a seconda della sua orientazione. Dall'analisi di queste variazioni si possono quindi ricavare preziose informazioni sulla struttura del reticolo cristallino di ciascuno dei cristalli inquadrati. In punti geometricamente singolari, come cuspidi o spigoli, le frequenze dei due raggi vengono a interferire all'interno della stessa immagine, si sommano cioè o si sottraggono producendo delle iridescenti frange di interferenza, che rivelano ulteriori microstrutture tridimensionali dei cristalli.